工程材料及成形工艺基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:西北工业大学出版社

作者:齐乐华 编

出品人:

页数:269

译者:

出版时间:2002-3

价格:28.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787561214312

丛书系列:

图书标签:

• 工程材料
• 材料科学
• 成形工艺
• 机械工程
• 制造工程
• 金属材料
• 高分子材料
• 无机材料
• 材料基础
• 工艺基础

现代制造业中的材料与成形技术：从微观到宏观的系统解析 本书名称：现代制造业中的材料与成形技术：从微观到宏观的系统解析 图书简介 本书旨在为工程技术人员、科研人员以及相关专业学生提供一个全面而深入的视角，探讨现代制造业中材料选择、性能调控与先进成形工艺之间的内在联系与协同作用。我们聚焦于从原子尺度上的材料结构演化到宏观零部件制造过程中的复杂力学行为和表面工程，构建一套完整的知识体系，以应对当前高端装备制造对材料与工艺提出的日益严苛的要求。 第一部分：新一代工程材料的结构、性能与应用 本部分将对传统工程材料进行深入剖析的同时，重点介绍面向前沿科技发展的新型功能材料和结构材料。 第一章：金属材料的晶体结构、缺陷与性能调控 本章首先回顾金属材料的基本晶体结构（如面心立方、体心立方和密排六方结构）及其对宏观力学性能（强度、韧性、塑性）的决定性影响。我们将详细讨论晶体缺陷（点缺陷、线缺陷、面缺陷）的形成机理及其在材料加工硬化、蠕变和疲劳过程中的关键作用。重点内容包括：位错运动与加工硬化理论；晶界对材料性能的显著影响，包括晶界工程在提高材料高、低温性能中的应用。 第二章：高分子材料的结构-性能关系与先进复合材料 高分子材料因其轻质、易加工和可设计性成为现代工程的重要组成部分。本章将探讨聚合物的分子链结构、构象、结晶度对热学性能（玻璃化转变温度、熔点）和力学性能的影响。特别关注高性能工程塑料（如PEEK、聚酰亚胺）的分子设计策略。此外，本书将详细分析纤维增强复合材料（金属基、陶瓷基和聚合物基复合材料）的界面结合理论、增韧机制以及各向异性的力学行为分析方法。内容覆盖先进的层压板理论和三维编织结构对整体性能的提升。 第三章：陶瓷材料与功能材料的制备与特性 陶瓷材料因其卓越的耐高温、耐腐蚀和电学/磁学性能，在航空航天、能源和电子信息领域不可替代。本章侧重于先进粉末冶金技术在制备高纯度、亚微米级陶瓷粉体中的应用。深入讨论烧结过程中的致密化机理，包括液相烧结、固相烧结以及压力辅助烧结（如热等静压HIP、放电等离子烧结SPS）对晶粒尺寸和孔隙率的精确控制。功能陶瓷部分，将介绍介电、压电材料的微观结构特征及其在传感器和执行器中的应用。 第二部分：先进成形工艺的物理基础与过程控制 本部分将从物理机制的角度，系统地解析现代制造业中最关键的几种成形工艺，强调工艺参数与最终产品质量之间的定量关系。 第四章：塑性成形过程的本构关系与数值模拟 塑性成形是实现复杂形状制造的核心手段。本章首先建立材料在变形过程中的本构关系，包括弹塑性模型、应变率敏感性以及温黏塑性理论。详细分析金属在轧制、锻造和深冲过程中的流动规律、应力集中区和残余应力形成机理。本书将重点介绍有限元分析（FEA）在预测模具接触、工具磨损和工件变形路径优化中的应用，强调模型的准确性和计算效率的平衡。 第五章：先进连接与增材制造技术 连接技术是构件集成化的关键。本章将对比分析传统连接方法（焊接、铆接）的局限性，深入探讨激光焊接、搅拌摩擦焊（FSW）等先进固相连接技术的热影响区（HAZ）控制与冶金反应。在增材制造（AM）方面，本书聚焦于选区激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）过程中的粉末铺展、熔池动力学和凝固行为。着重分析层间缺陷（未熔合、气孔）的形成机制以及由此导致的各向异性力学性能的来源与消除策略。 第六章：材料表面工程与改性技术 材料服役性能往往由表面状态决定。本章系统介绍提高表面硬度、耐磨损和耐腐蚀性的技术。内容包括热处理工艺（渗碳、渗氮、感应淬火）对表面亚表层组织的影响。重点阐述物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）技术在制备超硬、低摩擦涂层中的原理与过程控制，如磁控溅射、等离子体增强CVD等。此外，将涉及先进的表面改性技术，如激光冲击强化和表面等离子体处理对残余应力场的重构作用。 第三部分：工艺-组织-性能的综合优化 本部分旨在整合前两部分的内容，探讨如何通过系统的工艺设计来实现材料性能的最优化目标。 第七章：热力学驱动的相变与微观组织控制 理解材料内部相变是控制宏观性能的根本。本章运用热力学和动力学原理，解析合金化过程中固溶、析出和相变过程（如马氏体转变、珠光体转变、析出强化）。详细介绍扩散控制的相变与非扩散控制相变的差异。内容将涵盖时效处理、相变强化等工艺对提高材料使用温度和承载能力的作用。 第八章：疲劳、断裂与服役寿命评估 面向可靠性的设计要求本书对材料的失效机制进行了深入探讨。本章详细分析低周疲劳（LCF）和高周疲劳（HCF）的本质区别，从S-N曲线到Paris-Erdogan裂纹扩展定律。重点讨论裂纹萌生与扩展的微观机制，包括夹杂物、孔隙和表面粗糙度对疲劳寿命的影响。同时，介绍断裂韧度测试（KIC）和断裂力学在评估结构安全裕度中的应用，并结合增材制造件的内部缺陷特征进行寿命预测的特殊性讨论。 总结与展望 本书最后对当前材料与成形领域的前沿挑战进行总结，包括极端环境材料设计、多尺度模拟的集成化、智能制造中的自适应工艺控制等，展望了新材料的开发趋势（如高熵合金、拓扑绝缘体）对未来制造业的深远影响。 本书结构严谨，理论与工程实践相结合，图文并茂，适合作为高等院校工科专业的教材或工程技术人员的参考手册。

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这本书的结构安排，简直是教科书编写的典范，逻辑链条清晰得让人佩服。它并没有急于展示那些高精尖的现代技术，而是非常稳健地从最基础的冶金学原理入手，慢慢地拓展到热处理技术。我特别喜欢它对热处理过程的阐述——淬火、回火、正火的相变过程，配上了清晰的铁碳合金相图，即便没有专业的热处理设备在手边，也能在脑海中构建出一个完整的动态过程。作者在描述这些热力学驱动的变化时，措辞精准而富有条理，避免了过多不必要的哲学思辨，直击核心的物理和化学本质。每次我感到对某个知识点理解得不够透彻时，回翻到相关的章节，总能找到那张关键的图表或那段提纲挈领的文字，瞬间豁然开朗。这种层层递进、步步为营的编排方式，让知识的积累过程变得非常自然和高效，很少出现知识断裂感。

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这本厚厚的书摆在书架上，光是封面那种朴实无华的风格就让人感到一股扎实的学问气息扑面而来。我记得当初拿到它的时候，心里是有些忐忑的，毕竟“工程材料”和“成形工艺”这两个词听起来就充满了晦涩难懂的理论。然而，翻开第一章，那种感觉便烟消云散了。作者显然花了大量的心思去组织材料，从最基础的原子结构、晶体缺陷讲起，循序渐进地过渡到各种金属、高分子、陶瓷材料的性能分析。尤其让我印象深刻的是对材料力学性能的阐述，书中图文并茂地展示了拉伸、压缩、弯曲等实验过程，那些应力-应变曲线不再是冷冰冰的数学公式，而是材料在不同载荷下“挣扎”和“屈服”的真实写照。对于像我这种偏爱实践操作的人来说，书中对材料微观结构与宏观性能之间内在联系的深入剖析，简直是打开了一扇新世界的大门。它不像某些教科书那样只罗列事实，而是试图解释“为什么”这些材料会表现出特定的行为，这种深层次的理解，为后续深入学习和实际应用打下了无比坚实的基础。

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这本书的语言风格非常老派、严谨，透露着一种对科学的敬畏感，但绝非枯燥乏味。它更像是一位经验丰富、学识渊博的导师，用最精确的词汇引导你进入专业领域。书中所使用的专业术语，定义得极其到位，很少出现模棱两可的表达。即便是面对复杂的本构方程或晶格结构描述，作者也总能找到最贴切的比喻或最直观的图示来辅助理解，使得跨越理解障碍的门槛大大降低。对于初学者而言，它提供了权威的知识起点；对于有一定基础的人来说，它又像一本精密的参考手册，可以随时查阅和验证那些被遗忘的细微差别。总的来说，这本书的价值在于它提供了一种完整的、自洽的工程思维框架，它不仅仅是一本知识的载体，更是一套训练科学思维的工具箱。

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读完这本书，我最大的感受是它在工艺流程描述上的精妙。它不仅仅是机械地介绍铸造、锻造、焊接这些工艺，而是将这些工艺深深植入了材料科学的框架之中。比如，在讨论铸造时，作者详尽地分析了液态金属的流动性、凝固收缩、以及随之产生的内部缺陷如何影响最终部件的力学性能。那些关于浇注温度、模具设计的细节，被描述得如同精密仪器操作手册一般严谨。更有意思的是，书中对比分析了不同成形方法之间的优缺点，不再是简单的优劣对比，而是从能耗、精度、残余应力等多个维度进行了多维度的权衡。这让我在面对实际工程问题时，能够迅速判断出哪种工艺路线更适合特定的材料和几何形状要求。那种将材料本征属性与加工过程紧密耦合的叙事方式，极大地提升了解决复杂制造难题的思维深度，它教会我的不是如何操作某一台机器，而是如何像一个真正的工程师那样去“设计”制造过程。

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与其他侧重理论推导的教材相比，这本书在案例分析上的投入显然是下了血本的。它没有停留在“理想状态”的分析上，而是将理论知识迅速拉回到现实世界中去。书中穿插的那些“工程事故分析”和“材料失效案例”，读起来令人警醒又受益匪浅。通过对实际断口形貌的描述和对失效原因的追溯，我才真正理解了什么是“疲劳”、“蠕变”和“脆性断裂”。这些案例不是生硬地插进去的，而是完美地印证了前面章节介绍的材料性能缺陷。这种“先理论，后实践验证”的结构，极大地增强了学习的主动性和目的性。它让我明白，工程材料学不是象牙塔里的学问，而是关乎安全和可靠性的生命线。每一次阅读这些案例，都像是在进行一次模拟的故障排查，锻炼了那种严谨的、以证据为基础的分析习惯。

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